(57)【要約】【課題】複数のループ状の発光管を一つの点灯回路にて容易に多灯点灯せしめ、かつ、製造上容易かつ低コストな手段により、始動性能および点灯回路での効率を改善した無電極放電灯装置を提供する。【解決手段】整合回路部１０８に基本構成となる第１の整合回路１０６と回路定数切り替えのための第２の整合回路１０７とを備え、発光管１０１及び１１１の点灯始動状態を検出して、多段階で、第２の整合回路１０７内の回路定数を切り替えることができる。これにより、常に、共振系回路の共振周波数と高周波電源の駆動周波数とを整合させることができ、複数の発光管１０１及び１１１を点灯させる際の点灯始動を、良好かつ確実にすることができる【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性材料より構成され、内部に少なくとも金属蒸気と希ガスより構成された封入物が封入され、複数個の気密なループ状の放電容器と、
前記放電容器の内部の放電空間に誘導高周波電磁場を誘起し、前記封入物を放電させるように前記各放電容器に少なくとも１個配設されている誘導コイルと、
前記誘導コイルに高周波電力を供給するための高周波電源で構成されているインバータ回路と、
少なくとも１個以上のキャパシタ、または、キャパシタとインダクタとの組み合わせにより構成される共振回路を含み、前記誘導コイルと前記インバータ回路とをインピーダンス整合させる整合回路とを備え、
前記誘導コイルの接続は、複数の放電容器に各々配設されている誘導コイルを、互いに並列接続されている無電極放電灯点灯装置であって、
前記複数の放電容器の始動点灯の状態を検知する検知部を備え、
前記整合回路は、前記検知部の検知結果に基づき、前記共振回路の共振周波数を前記インバータ回路の駆動周波数に一致させることを特徴とする無電極放電灯装置。
【請求項２】
前記整合回路は、少なくとも２つ以上のキャパシタを含んだ構成であり、
前記複数の放電容器の点灯始動時の状態に合わせ、前記整合回路のキャパシタの定数を切り替える切換部を備え、
段階的に前記整合回路のキャパシタの定数を切り替える請求項１記載の無電極放電灯装置。
【請求項３】
前記整合回路は、少なくとも１つ以上のインダクタを含んだ構成であり、
前記複数の放電容器の点灯始動時の状態に合わせ、前記整合回路のインダクタの定数を切り替える切換部を備え、
段階的に前記整合回路のインダクタの定数を切り替える請求項１記載の無電極放電灯装置。
【請求項４】
前記検知部は、前記放電容器の点灯始動の状態を、
各放電容器に配設された誘導コイルの電気特性であるコイルに流れる電流、コイルの両端にかかる電圧、もしくは、電源投入後の経過時間、または、前記放電容器の点灯による発熱や光、に基づき検知する請求項１記載の無電極放電灯装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の電気的アセンブリを用いた無電極放電灯照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電容器内部に電極を用いずに、高周波を用いた誘導電界により放電を発生、維持させる放電灯を点灯させる無電極放電灯点灯装置に関する。また、そのような無電極放電灯点灯装置を搭載した照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の省エネ、省資源化への社会的な背景を受け、より長寿命、高効率なランプの開発が望まれている。こうした要請に応えるランプとして、特に、メンテナンスフリーの要望の高い施設や屋外照明、または、ＵＶ（紫外線）利用などの特殊用途向けとして、放電容器空間内部に電極を用いない、無電極の放電灯装置が実用化しつつある。
【０００３】
現在、一般照明用光源として広く用いられている蛍光ランプや高輝度高圧放電ランプでは、点灯時間経過に伴う電極やフィラメントの劣化が寿命を制限する最大の要因であった。放電容器空間内部に電極を持たない無電極放電灯では、こうした劣化要因が無いため、長寿命が期待できる。
【０００４】
また、このような無電極放電灯を一般照明用として普及させるためには、現在の照明用光源として最も普及している直管タイプの蛍光ランプと同様に、細く、長い線状光源とすることが望まれている。これは、既存の直管用照明器具が最も多く使われている理由として、管軸方向に対して均一な発光（輝度）で、かつ、器具効率（照明器具からの光の取り出し効率）、配光制御に優れているためである。
【０００５】
そのため、細長い光源を実現するための無電極放電灯は、放電容器の回りに、複数個の誘導コイルを巻回することにより、コイルに高周波電流を供給することによって生じる誘導電磁場によって、放電容器内の可電離気体を電離及び放電させ、安定したプラズマを持続させるものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
図８は、特許文献１に記載された従来の無電極放電灯装置を示すものである。
【０００７】
図８において、通常、放電容器９０１〜９０４は、ソーダライムガラスやホウケイ酸ガラス、石英ガラスなどの光透過性の材質で構成され、気密に封止成形されている。なお、材質は、光源の用途によって使い分けられている。放電容器９０１〜９０４の内部には、水銀およびクリプトン等の希ガス（図示しない）が封入されている。また、一般照明用途であれば、放電により放射された紫外線を可視光に変換するために、放電容器９０１〜９０４の内壁には蛍光体９０２が塗布されている。誘導コイル９０５〜９０８は、放電容器９０１〜９０４に各々巻回され、細長い外管９０９内においてその長手方向を軸として一列に設置されている。誘導コイル９０５〜９０８は、電力が供給されるよう負荷側とのインピーダンスマッチングをとるための整合回路を介して、高周波電源に接続されている（いずれも図示しない）。高周波電源は、商用電源から供給される電力を数１０ｋＨｚ〜数１０ＭＨｚの高周波に変換するインバータ回路により構成され、誘導コイル９０５〜９０８へ高周波電力を供給する。
【０００８】
また、このような無電極放電灯を、一つの点灯回路で複数点灯させる方式については、単一の放電管（発光管）を点灯させる場合には無い、特有の課題が生じる。つまり、複数の発光管を一つの点灯回路で点灯させる場合、どれか一つの発光管が先に点灯してしまうと、特別な手段を講じない限り、他の発光管（遅れて点灯始動される発光管）が点灯できなくなってしまうことである。これは、先に点灯した発光管に配設されている誘導コイルの両端にかかる電圧が、点灯後に大幅に低下してしまい、この電圧低下に引きずられて、他の発光管に配設されている誘導コイルに高電圧が印加できなくなるため、点灯始動に必要な十分な電圧が誘導コイルから得られないからである。
【０００９】
この課題に対しては、従来、周波数可変の電源回路と、複数の発光管に応じて複数の共振回路を備え、それぞれの共振回路の共振周波数を異ならせることで、順次、点灯始動を行う構成があった（例えば、特許文献２に開示されている構成）。
【００１０】
図９は、特許文献２の構成を示すものであり、無電極放電灯１００４、１００５のそれぞれに対して、共振用の整合回路（ここでは、誘導コイル１００２、１００８も含む）１００６，１００７を設けている。この共振系回路は、整合回路１００６と１００７の共振周波数を互いに異ならせるような回路の素子定数にしておく。
【００１１】
このような無電極放電灯１００４及び１００５を点灯させる場合、電源回路１００１を起動させ、電源回路１００１の駆動周波数をスライドさせて行き、この駆動周波数と共振周波数とが一致した共振系を有する発光管から、順次点灯を開始する。ただし、この方法では、接続する発光管の数が多くなればなるほど、電源の可変周波数の範囲も大きく確保しなければならず、特別なフィードバック制御および電源（インバータ）の駆動制御を行わなければならない。
【００１２】
図８に示すような無電極放電灯装置においては、放電の開始時には高周波電源（図示しない）から供給される電流によって、誘導コイル９０５〜９０８が高周波電磁場を発生し、放電容器９０１内において前記誘導コイルが発生させる電磁界の最も強くなる巻線近傍において、放電の種火が発生する。なお、このような放電を「Ｅ放電」と呼び、プラズマ密度の低い微弱な放電動作である。
【００１３】
さらに、放電容器９０１内に誘導される誘導高周波電磁場が、放電容器９０１内に封入された希ガス及び水銀原子の電離を加速させることで、誘導コイルと同心円状の放電リングプラズマ９１１が形成され、誘導コイルからプラズマへ効率よくエネルギーを伝達させることができる。なお、このような放電を「Ｈ放電」と呼び、プラズマ密度の高い放電動作である。
【００１４】
このようにして、微弱でプラズマ密度の低いＥ放電から、約１桁プラズマ密度の高いＨ放電へモードジャンプする。プラズマ中では、水銀の原子が電子によって共鳴準位に励起され、その励起された水銀原子が基底状態に脱励起する際に、主に紫外線を放射する。この紫外線のうち、主に波長２５３．７ｎｍの共鳴線が、殺菌ランプなどのＵＶ利用ではそのまま照射され、また、一般照明用途においては、放電容器９０１〜９０４の内壁に塗布された蛍光体層（図示しない）によって可視光に変換される。
【００１５】
Ｅ放電の領域では、一般的に、プラズマ密度が低いことから発光に必要な紫外線の放射量も相対的に低く、ランプの放電形態としては通常使用されない。さらに、誘導コイルにかかる電圧が高く、誘導コイルに流れる電流値も高くなることから、コイル部分での損失が大きい。そのため、コイル部分での発熱によるコイルの耐熱寿命特性の低下や、コイル巻線間での絶縁破壊に対する信頼性の低下を引き起こす。さらに、誘導コイルへより大きな電流及び電圧を供給しなくてはならないため、整合回路にかかる電気的ストレスが大きくなる。これにより、点灯回路の寿命・信頼性が著しく低下することとなる。そのため、ランプとして実際に使用される領域は、前述のＨ放電である。
【００１６】
Ｈ放電は、放電容器内に形成されたプラズマリングを２次側のコイルと見なせ、１次側の誘導コイルとの間で相互誘導を行うトランスとして見なせる。Ｈ放電は、一般的に、誘導コイルにかかる電圧が低くて済み、かつ、誘導コイルに流れる電流値が低くて済むことから、コイルと回路素子に対するストレスも低く、信頼性も高い。そのため、十数〜数百Ｗの高出力な無電極放電灯装置として商品化されているものは、全てこのＨ放電を利用したものである。
【００１７】
このＨ放電を利用した光源の形態としては、大きく下記Ａ〜Ｃの３種類に分類できる。
【００１８】
（Ａ）．略球状または円筒状の放電容器の外面に誘導コイルを巻きつけた方式であり、図８に示す放電容器９０１〜９０４および誘導コイル９０５〜９０８の配設形態である。
【００１９】
（Ｂ）．略球状または円筒状の放電容器に内凹部を設け、その内凹部に円筒状（または円柱状）のマグネティックコアにコイルを巻きつけ、誘導コイルに形成したものを挿入した形態である。
【００２０】
（Ｃ）．カタカナの“ロ”の字型、または、丸管蛍光ランプを模した放電容器で、その放電容器の一部を覆うような形のマグネティックコアにコイルを巻いて構成された誘導コイル（トクマク形）を配設したものである。
【００２１】
図８に示す構成の無電極放電灯装置は、複数の放電容器９０１〜９０４についてそれぞれ巻回された誘導コイル９０５〜９０８が並列接続されている。これにより、回路側からの出力電圧に対して各誘導コイルにかかる電圧を等しくし、定常点灯時には誘導電界による放電の発光を均一化できる効果がある。同時に、点灯回路の出力パルス（電圧）が放電灯の設置数によらず、一定の電圧を供給すれば良いため、点灯回路中で使用する回路素子を、低耐圧部品で構成することができる。
【００２２】
しかしながら、点灯始動時には、放電容器、封入物、誘導コイルなどの製造上の特性ばらつきが原因で、全ての発光管が同時に点灯始動することは、通常ほとんどない。
【００２３】
ランプの始動時においては、Ｅ放電が発生した段階で、放電空間内の微弱なプラズマ中を電流が通る。つまり、電流パスが増えるため、誘導コイルに流れる電流が実質的に低下することになる。そのため、誘導コイル両端で発生する誘導起電圧はその分だけ低下する。
【００２４】
図８に示すように、複数の誘導コイルが並列接続されている場合には、先にＥ放電を開始した発光管に巻回された誘導コイルの起電圧低下に引きずられて、他の発光管（放電を開始していない発光管）に配設された誘導コイルの起電圧も低下する。さらに、Ｈ放電に至っては、発生したプラズマとのカップリング（相互インダクタンス）の影響で、誘導コイルの両端にかかる誘導起電圧が大幅に低下（通常、Ｅ放電時の１／３〜１／５の電圧）するため、他の発光管は放電に必要な電圧を各誘導コイルから得られず、点灯始動性（特に、Ｅ放電からＨ放電への移行）が低下するか、または、点灯始動（Ｈ放電への移行）できない状態となり、誘導コイルおよび回路素子へ極端なストレスを与えることになる（信頼性・寿命の低下）。
【００２５】
そして、この現象は、前記Ａ〜Ｃの３方式の無電極放電灯における我々の実験比較検討の結果、Ｃ方式のトクマク形の無電極放電灯について特に顕著であり、複数の発光管を一様に点灯することが困難であった。その理由は、トロイダルコアを使用しているために誘導コイルによって励起される磁束がほぼ閉磁路（コアの一部に微小なギャップを入れる場合もある）となり、その閉磁路のループの中を、閉ループ状の放電容器に押し込まれたプラズマにより形成されたループ状の全放電電流が、もれなく完全に鎖交する形で通過しているため、プラズマとのエネルギーカップリングが非常に良くなるためであると考えられる。そのため、トクマク方式では、Ｈ放電によるプラズマとの相互インダクタンスの影響が他の２方式に比べ大きく、点灯後に誘導コイルに誘起される起電圧の低下程度が大きくなる。
【００２６】
Ａ及びＢ方式については、開放磁路となるため、トクマク形に比べるとカップリングの性能が著しく低下し、影響の度合いが小さいためであると考えられる。
【００２７】
本発明者らは、３方式を比較するために、単一の発光管を３０〜１００Ｗの入力電力で点灯させて実験した結果、トランスの結合係数でいうと、Ｃ方式（トクマク方式）では、｜ｋ｜＝０．８〜１．０であり、Ａ及びＢ方式では、｜ｋ｜＝０．５〜０．７程度（誘導コイルの配設や放電容器の形状、発光管に投入する電力の違いにより係数は若干変化する）であることが分かった。つまり、トクマク方式では、発光管へのエネルギーの伝達効率は極めて高く、効率も得やすいが、その裏返しとして、プラズマが形成するインダクタンス成分による相互インダクタンスの影響を受けやすく、Ｈ放電への移行前後で大きく負荷（誘導コイルおよび発光管）のインピーダンス特性が変化してしまうということである。
【００２８】
このために、図８に示す従来の無電極放電灯装置では、複数の発光管、特に、ループ状の放電容器を有するトクマク方式のようにエネルギーカップリングが高い無電極放電灯装置においては、点灯始動させるために特別な対策を施す必要がある。
【００２９】
そのための構成としては、図９（特許文献２）に記載されているように、個々の発光管にそれぞれ異なる共振周波数となる共振用の整合回路を配設し、ランプの点灯始動状態に合わせ、インバータの駆動周波数（すなわち点灯周波数）を変化させ、共振点に合わせ込む手段がある。この手法は、比較的容易に実現可能であるが、発振周波数を低い方から高い方へ可変、または、その逆に可変させることで、新たな課題を生じてしまう。以下、その課題について説明する。
【００３０】
図９において、複数の発光管を順次点灯する場合を考える。まず、第１の無電極放電灯１００４を点灯させる際、点灯始動前の共振系回路（図９では整合回路１００６に相当）の共振周波数に、電源回路１００１の駆動周波数（発振周波数）を適合させる。これにより、共振現象によって高い電圧を誘導コイル１００２から得て、第１の無電極放電灯１００４を点灯させることができる。第１の無電極放電灯１００４が点灯すると、発生した放電プラズマによるインダクタンス成分により影響を受け、共振系の共振周波数が電源回路１００１の駆動周波数より大きくずれる（このズレ幅は、前記のような理由でトクマク方式がもっとも大きい）。
【００３１】
次に、無電極放電灯１００４が点灯したことにより変化した共振周波数に合わせて、第２の無電極放電灯１００５に配設された共振系回路（この場合は整合回路１００７に相当）の回路定数を設計しておき、電源回路１００１の駆動周波数をシフト（変化）させて行く。電源回路１００１の駆動周波数と整合回路１００７の共振周波数が適合した時に無電極放電灯１００５が点灯し、さらに、始動時（第１の無電極放電灯１００４が点灯する直前）と比べると大きく共振周波数が変化する。これに合わせて、さらに、電源回路１００１の駆動周波数をシフトしなければ、共振点とズレたところで放電灯を作動させることになるため、整合回路１００７の力率が大幅に低下し、極端に回路の効率が低下するか、または、無電極放電灯１００５が不点灯になってしまう。そのため、さらに、電源回路１００１の駆動周波数をシフトさせ、共振周波数に合わせる必要が生じる。つまり、接続されている無電極放電灯の灯数が多いほど、駆動周波数を大きく変化させなければならない。
【００３２】
図９に示すように、無電極放電灯個々に共振回路を配設すると、第２の無電極放電灯１００５が点灯する共振周波数に、電源回路１００１の駆動周波数を合わせると、第１の無電極放電灯１００４の共振系回路である整合回路１００６では、共振点からずれたところで作動させることになるため、整合回路１００６での力率が大幅に低下し、極端に回路の効率が低下するか、または、無電極放電灯１００４が不点灯になってしまう。このため、共振系を、無電極放電灯それぞれに設けるのは好ましくない。
【００３３】
また、電源回路１００１の駆動周波数を変化させる場合、周波数の高い側から低い側へシフトさせる場合は、誘導コイルに励起される誘起電圧および放電管内に発生する誘導電界は、電磁誘導の法則により、周波数に比例するため、点灯するのに後続の放電灯ほど先に点灯した放電灯に比べて始動点灯しにくくなる。逆に、電源回路１００１の駆動周波数を低い側から高い側へシフトさせる場合、最初に始動点灯させる放電灯が始動しにくくなる。あるいは、始動しやすくするために予め作動時の電源回路１００１の駆動周波数を高めに設定しておくと、上述のとおり周波数のシフト分が大きくなるため、ＥＭＣ国際規格などに規定されているノイズの規制をクリアーするため、特別なノイズ対策が必要となる（一般的に周波数が高くなる程、規制が厳しくなる。照明関連製品のＥＭＣ国際規格のＣＩＳＰＲ１５では１５０ｋＨｚ以上では急激に規制が厳しくなる）。こういった現象は、前記トクマク方式の無電極放電灯ほど、上述の理由により点灯始動における課題が顕著である。
【００３４】
これらの観点からも、インバータの駆動周波数（点灯周波数）は、可能な限り一定で動作させ、かつ、整合回路も１つに統合し、負荷（放電灯および整合回路）回路全体で共振系を最適化してやることが点灯時の効率的に望ましい。
【特許文献１】特開２００１−１６７７３９号公報（図８参照）
【特許文献２】特開２００３−１０９７８５号公報（図９参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３５】
上記のように、従来の無電極放電灯においては、複数のループ状の発光管の点灯始動性が悪いという問題があった。また、図９に示すように、発光管毎に共振系回路を備える構成では、回路構成が複雑になるため製造が複雑になるとともに、部品点数増加に伴いコストアップにつながってしまうという問題があった。
【００３６】
本発明は、上記課題を鑑み、複数のループ状の発光管を一つの点灯回路にて容易に多灯点灯せしめ、かつ、製造上容易かつ低コストな手段により、始動性能および点灯回路での効率を改善した無電極放電灯装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３７】
上記従来の課題を解決するため、本発明に係る無電極放電灯装置は、透光性材料より構成され、内部に少なくとも金属蒸気と希ガスより構成された封入物が封入され、複数個の気密なループ状の放電容器と、前記放電容器の内部の放電空間に誘導高周波電磁場を誘起し、前記封入物を放電させるように前記各放電容器に少なくとも１個配設されている誘導コイルと、前記誘導コイルに高周波電力を供給するための高周波電源で構成されているインバータ回路と、少なくとも１個以上のキャパシタ、または、キャパシタとインダクタとの組み合わせにより構成される共振回路を含み、前記誘導コイルと前記インバータ回路とをインピーダンス整合させる整合回路とを備え、前記誘導コイルの接続は、複数の放電容器に各々配設されている誘導コイルを、互いに並列接続している無電極放電灯点灯装置であって、前記複数の放電容器の始動点灯の状態を検知する検知部を備え、前記整合回路は、前記検知部の検知結果に基づき、前記共振回路の共振周波数を前記インバータ回路の駆動周波数に一致させる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、一つの点灯回路で複数の放電管（発光管）を点灯した場合の点灯始動性を確実にし、不点灯状態を防ぐことができる。
【００３９】
また、点灯回路に流れる電流を低減することで、効率の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
本発明の無電極放電灯装置は、前記整合回路は、少なくとも２つ以上のキャパシタを含んだ構成であり、前記複数の放電容器の点灯始動時の状態に合わせ、前記整合回路のキャパシタの定数を切り替える切換部を備え、段階的に前記整合回路のキャパシタの定数を切り替える構成とすることができる。
【００４１】
また、前記整合回路は、少なくとも１つ以上のインダクタを含んだ構成であり、前記複数の放電容器の点灯始動時の状態に合わせ、前記整合回路のインダクタの定数を切り替える切換部を備え、段階的に前記整合回路のインダクタの定数を切り替える構成とすることができる。
【００４２】
また、前記検知部は、前記放電容器の点灯始動の状態を、各放電容器に配設された誘導コイルの電気特性であるコイルに流れる電流、コイルの両端にかかる電圧、もしくは、電源投入後の経過時間、または、前記放電容器の点灯による発熱や光、に基づき検知する構成とすることができる。
【００４３】
これにより、複数の発光管を一つの点灯回路にて容易に多灯点灯せしめ、かつ、製造上容易でかつ低コストな手段により、始動性能および点灯回路での効率を改善する。
【００４４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施形態における無電極放電灯装置を示すものであり、図２Ａ〜図２Ｄは、図１の実施の形態における発光管の点灯状態の推移に対する、誘導コイル部と発光管部の等価回路図である。
【００４５】
図１において、放電容器（発光管）１０１及び１１１は、ソーダライムガラスやホウ珪酸ガラス、石英などの光透過性の材料で成形した気密な環状の容器で構成されている。容器の寸法は、既存の直管形の蛍光ランプや直管形を折り返した形状のコンパクト蛍光ランプと同様に、照明器具の配光設計の観点から、管外直径は１５〜３８ｍｍが好ましく、その中でも、高周波点灯の直管蛍光ランプで最も普及率の高いＴ８管（２５ｍｍ管）やＴ１０管（３２ｍｍ管）は既存の器具の光学系をそのまま流用できることから有用である。また、容器の管長（一本の放電管の全長）は、１５０ｍｍ〜６００ｍｍの放電管とすることが実用的であり、複数個並べることで、２０Ｗの直管蛍光ランプの約６００ｍｍ、４０Ｗの直管蛍光ランプの約１２００ｍｍに相当する器具光学系を形成しやすい。また、ランプの消費電力については、既存の施設、屋外用の照明用として使用されている直管の蛍光ランプやコンパクト形の蛍光ランプと同程度で２０〜１１０Ｗが実用的である。図１において発光管１０１及び１１１の内部には、水銀と、アルゴン、クリプトン、キセノンなど一種類または複数種類の希ガスを封入し、放電容器壁面には蛍光体が塗布されている（図示しない）。
【００４６】
誘導コイル１０２及び１１２は、リッツ線により形成され、トロイダル形状のフェライトコア１０４及び１１４の周囲に数回から数十回の巻数で巻かれている。また、各誘導コイルであるインダクタ（後述図５では１つの放電容器に配設された２つの誘導コイルの合成インダクタに相当）のＱ値（Ｑ＝ωＬ／Ｒ    ω：角周波数、Ｌ：インダクタンス、Ｒ：等価抵抗）が、１００〜２５０になるよう設計することが、発光管の始動性、点灯安定性の観点から望ましい。
【００４７】
また、フェライトコア１０４及び１１４は、環状の発光管１０１及び１１１の一部を覆うように挟み込まれている（トクマク方式）。この際、発光管１０１及び１１１の点灯始動時にかかる誘導コイルの励起する磁束で、フェライトコア１０４及び１１４が磁束飽和して、所要の磁束が得られず始動性能が損なわれることを防止するために、また、製造上の嵌め込み面の接触不良などによる電気特性ばらつきを吸収するために、前記トロイダルコアの一部に樹脂部材などのスペーサーを挟み込み、磁気的なギャップを設けても良い。
【００４８】
また、誘導コイル１０２及び１１２は、商用電源とインバータ回路により構成（図示しない）される高周波電源１０５と、誘導コイル１０２及び１１２との間でインピーダンス整合を図るための整合回路部１０８に接続されている。通常、整合回路は、誘導コイルのインダクタとの共振現象を利用するため、キャパシタの組み合わせ、または、キャパシタとインダクタとの組み合わせにより構成され、誘導コイルのインダクタと狙いの駆動周波数（点灯周波数）で共振するよう回路定数の設計を行う。
【００４９】
整合回路部１０８は、共振回路の基本構成となる第１の整合回路１０６と、回路定数（キャパシタ、あるいは、インダクタ）を切り替えるために付与された第２の整合回路１０７とにより構成されている。第２の整合回路１０７の回路定数の切り替えは、発光管の点灯状態を検知（配設された誘導コイルの電気特性であるコイルに流れる電流、コイルの両端にかかる電圧、もしくは、電源投入後の経過時間、または、放電容器の点灯による発熱や光の変化を検出）して切り替えを行うための制御回路により行う（図示しない）。
【００５０】
高周波電源１０５は、第１の整合回路１０６に接続され、高周波電源１０５から供給される高周波電流によって誘導高周波電磁場を発光管１０１内に誘起して放電を発生する。また、高周波電源１０５は、回路でのスイッチングロスや、使用しているコア材料を考慮すると、４０ｋＨｚ〜３ＭＨｚ間の駆動周波数が望ましく、矩形波か正弦波を出力する。
【００５１】
また、誘導コイル１０２及び１１２には、発光管の点灯始動時には１．５〜２．５ｋＶのピーク・トゥ・ピークの電圧がかかるので、絶縁被覆を施した線材を使用している。また、誘導コイル１０２及び１１２は、電源側から見るとそれぞれ互いに並列に接続されている。
【００５２】
トクマク方式の無電極放電灯を構成しているのは、その形状から、直管蛍光ランプを模し、２灯配列したランプ配光となるからである。また、複数の発光管１０１及び１１１を配設しているのは、一つの発光管で長尺の線光源を実現する場合と比して、複数に分割した短尺の発光管とする方が、放電プラズマのインピーダンスを小さくし、放電維持性能と効率を向上させることができるからである。このトクマク方式の無電極発光管を複数個、長手方向に配列すれば線光源を実現することができる。また、マトリクス状に配置すると、薄い面光源を実現することができる。
【００５３】
以下、動作原理を説明する。
【００５４】
図２Ａ〜図２Ｄは、図１の誘導コイル部分と発光管の部分等価回路を含んだ発光管の模式図である。図２Ａは始動点灯前の状態を示し、図２Ｂは一方の発光管において先に種火が点火した直後のＥ放電の状態を示し、図２Ｃは一方の発光管がＨ放電に移行した状態を示し、図２Ｄは両方の発光管が共にＨ放電に移行した状態を示している。図２Ａ〜図２Ｄの順番で、順次、複数の発光管が点灯される様子を示している。
【００５５】
なお、図２における整合回路部２０２が図１の整合回路部１０８に対応し、誘導コイル２０３及び２０４が誘導コイル１０４及び１１４に対応し、発光管２０５及び２０６が発光管１０１及び１１１に対応している。
【００５６】
以上のように構成された無電極放電ランプについて、以下その動作、作用を説明する。
【００５７】
図２Ａに示すように、無電極放電灯は、商用電源からインバータにより変換された高周波電源Ｖinを、整合回路部２０２のキャパシタ（あるいは、キャパシタとインダクタ）と、誘導コイル２０３及び２０４との共振現象を利用して、大きな電圧、電流を誘導コイル２０３及び２０４に供給させる。電源投入後、複数個配設された発光管２０５及び２０６の内、最も始動し易いもの（図の例では発光管２０５）から順に、誘導高周波電磁場により、放電の種火が発生する。
【００５８】
次に、図２Ｂは発光管２０５の中での、種火発生により形成された容量結合プラズマ（Ｅ放電）の等価回路モデルを示している。Ｅ放電では、図示するように、プラズマのキャパシタンス成分２０７のＣplと抵抗成分２０８のＲplとが、誘導コイル２０３に並列にぶら下がるような構成となり、新たに電流の流れるパスができる（厳密には、誘電体である放電容器によるキャパシタンス成分も存在する）。このため、誘導コイル２０３のＬ1を流れる電流は、誘導コイル側とプラズマ側の２つに分流され、誘導コイルＬ1の両端にかかる誘起電圧は、その分だけ低下することになる。つまり、インピーダンスが下がっているのである。また、種火すら発生していない他方の発光管２０６においては、誘導コイルＬ1の誘起電圧の低下に引きずられて誘導コイルＬ2の誘起電圧も若干低下する。
【００５９】
次に、図２Ｃでは、前述の先に放電を開始した方の発光管２０５では、Ｅ放電から、非常にプラズマ密度の高く発光効率の高い誘導結合プラズマ（Ｈ放電）へとモードジャンプしている様子の等価回路モデルを示している。Ｅ放電からＨ放電に移行するメカニズム、要件に関しての諸説はあるが、明確にはされていないのが実情である。一般的には、発光管内に満たされたプラズマが、ドーナツ状のループを形成し、このプラズマにループ状の電流が流れる状態になって初めて、プラズマがトランスの２次側コイルの役割を果たすことができ、誘導結合に至ると考えられている。この場合、プラズマのインダクタンス成分３０９であるＬp1と抵抗成分Ｒp1により構成され、誘導コイル２０３を１次側、プラズマのインダクタＬp1を１ターンのループコイルとするトランスの２次側と見なせ、磁気的な結合（カップリング）によって発光管をＨ放電せしめる。このプラズマのインダクタＬp1は、プラズマの形状によるものとプラズマ中の電子の運動の慣性によるものとの合成であるが、通常、発光管の点灯周波数は、数ＭＨｚ以下でありプラズマ周波数（数１０ＧＨｚ）と比して小さいため、電子の動きは点灯周波数に十分追随することができるため無視できる程度である。そのため、ほぼプラズマの形状によるものと考えてよい。
【００６０】
また、図２Ｃ中のＣp2、Ｒp1はそれぞれ、遅れて放電の種火が発生した発光管２０６で発生した容量結合プラズマ（Ｅ放電）のキャパシタンス成分３０７、抵抗成分３０８を表す等価回路モデルである。これがモードジャンプし、誘導結合プラズマであるＨ放電に移行した時の状態を表しているのが図２Ｄであり、それぞれ、Ｌp2、Ｒp2は、プラズマのインダクタンス成分３１１と抵抗成分３１２である。
【００６１】
一般的に良く知られているように、Ｈ放電になると、誘導コイルの両端にかかる電圧は、放電開始前やＥ放電の状態に比して、約１／３〜１／５程度と大幅に低下する。これは、後述する１次側コイル（誘導コイルに相当）と２次側コイル（プラズマにより形成された放電電流ループに相当し、１ターンのコイルと見なす）との間の相互インダクタンスの影響によるものである。
【００６２】
この相互インダクタンスにより、見かけ上、誘導コイルのインダクタンス成分が下がることで、図２Ｃに示される誘導コイル２０３のＬ1の両端に誘起される電圧が大きく低下する。つまり、この相互インダクタンスの影響により、誘導コイル、プラズマのインダクタンス成分、整合回路で構成される共振系回路の共振周波数が、高周波電源Ｖinの駆動周波数（発振周波数）とずれてしまうためである。この際、誘導コイル２０３のＬ1と誘導コイル２０４のＬ2とが並列に接続されているため、Ｌ1とＬ2の電圧は等しく、Ｌ1の電圧が低下した分だけＬ2の電圧も低下する。この結果、このままでは、放電開始の遅れた方の発光管２０６では、放電開始（種火発生）からＥ放電、Ｈ放電へと放電のモードジャンプするに足る十分な電圧、誘導電界を得ることができない。
【００６３】
そこで、整合回路部２０２に含まれる可変回路部（図１での第２の整合回路１０７）にて、先に始動点灯した発光管によるプラズマの相互インダクタンスの影響により、高周波電源Ｖinの駆動周波数よりズレた共振周波数を元に戻すべく、回路定数を切り替える。これにより、共振周波数が、再度高周波電源Ｖinの駆動周波数と一致するため、共振現象により、誘導コイル両端では大きな誘起電圧が再発生し、点灯始動が遅れた発光管２０６においても、容易かつ確実に点灯始動させることができる。
【００６４】
さらに、発光管２０６が点灯して、再度、共振周波数がズレる場合にも、第２の整合回路１０７にて共振系の回路定数を再々度切り替えることで、高周波電源の駆動周波数に共振周波数を合わせることができる。よって、双方の発光管が点灯した後も高い力率を維持することができるので、点灯回路の効率は高い。
【００６５】
次に、このＨ放電に至った際の誘導コイルとプラズマとの相互インダクタンスの影響について述べる。
【００６６】
図３（ａ）はトランスの一般的な結合回路を示し、図３（ｂ）はその等価回路を示している。図３において、Ｌ1は１次側コイル４０１で、無電極放電灯装置では誘導コイルに相当する。Ｌ2は２次側のコイル４０２で、無電極放電灯装置では誘導結合放電により発光管内に形成されるプラズマのインダクタンス成分（１ターンのコイル）に相当し、主にプラズマの形状（プラズマ密度も含む）に依存する。Ｍは１次側コイル４０１と２次側コイル４０２との間に作用する相互インダクタンス（Ｍには符号を含む）であり、１次側にＶ1の電圧を与えることで、２次側にＶ2の電圧を誘起している様子を示している。図３から明らかなように、１次側コイル４０１の電圧Ｖ1は、２次側コイル４０２に流れる電流Ｉ2の影響を受け、２次側コイル４０２の電圧Ｖ2は、１次側コイル４０１の電流Ｉ1の影響を受ける。
【００６７】
図３に示す結合回路の電圧、電流の関係は、それぞれ複素電圧、複素電流を用いて表記すると下記のようになる（数式１）。
【００６８】
Ｖ1＝ｊωＬ1＊Ｉ1＋ｊωＭ＊Ｉ2
Ｖ2＝ｊωＬ2＊Ｉ2＋ｊωＭ＊Ｉ1
（Ｖ1、Ｖ2、Ｉ1、Ｉ2は、いずれも複素電圧、電流であり、ｊは虚数、ωは角周波数）  ・・・〔数式１〕
【００６９】
この際、Ｍの中には符号が含まれている（無電極放電の場合、Ｈ放電に至ると電圧が低下することから、ここではＭ＜０となる）。また、Ｍは（数式２）のように表され、結合係数ｋは、−１≦ｋ≦１の値をとり、｜ｋ｜が１に近いほど結合が高いことを示している。
【００７０】
Ｍ＝ｋ√（Ｌ1＊Ｌ2）  ・・・〔数式２〕
【００７１】
このように、１次側の電圧Ｖ1は相互インダクタンスＭの大きさに比例して低下し、Ｍの大きさはＬ2（無電極放電灯ではプラズマのインダクタンス成分に相当）の平方根に比例、結合係数ｋに比例することから、結合率の高い無電極放電灯、すなわち、前述のトクマク方式によるものや、プラズマ密度が高くなる高効率な無電極放電灯では、Ｈ放電に移行することによる誘導コイルの電圧低下の度合いが大きくなるということである。さらに、整合回路のキャパシタと誘導コイルのインダクタによるＬＣ共振周波数は、下記数式３として記述される。
【００７２】
Ｆ＝１／（２π√（Ｌ＊Ｃ））  ・・・〔数式３〕
（Ｆは共振周波数で、Ｆ＝ω／２π）
【００７３】
ここでのＬは複数個の配設された誘導コイルの合成インダクタンスで、Ｃは整合回路に含まれる全キャパシタの合成キャパシタンスである。これがＨ放電移行後には、プラズマの形状と投入電力に依存して決まるプラズマのインダクタンス成分（こちらもトクマク方式の電流ループが大きくなるため圧倒的にインダクタンスは大きくなる）加わることにより、ＬからＬ’に、共振周波数はＦからＦ’に推移する。つまり、プラズマのインダクタンス成分が大きくなるほど共振周波数の推移（変化）が大きくなる。
【００７４】
このために、前記トクマク方式のように、誘導コイルと放電プラズマのカップリングが高く、プラズマのインダクタンス成分の大きい無電極放電灯ほど、共振系回路での共振周波数と高周波電源の駆動周波数のズレが大きくなるため、これを補正する手段を講じなければ不点灯、ならびに、回路効率低下の課題はより顕著となってしまうのである。
【００７５】
以上のように本発明の無電極放電灯装置によれば、整合回路部１０５に基本構成となる第１の整合回路１０６と回路定数切り替えのための第２の整合回路１０７とを備え、発光管１０１及び１１１の点灯始動状態を検出して、多段階で、第２の整合回路１０７内の回路定数を切り替えることができる。これにより、常に、共振系回路の共振周波数と高周波電源の駆動周波数とを整合させることができ、以下２つの大きな効果を呈することができる。
【００７６】
１つ目は、複数の発光管１０１及び１１１を点灯させる際の点灯始動を、良好かつ確実にすることができることである。そして、２つ目は、点灯始動性と点灯回路効率の双方を両立させることができることである。
【００７７】
これらの効果は、無電極放電灯の形態の中で、比較的、１次側誘導コイルと２次側プラズマコイルとの間での電磁誘導の結合率が高く、効率が出やすい放電灯（たとえば、閉ループ状の発光管形状を有するトクマク方式の無電極放電灯）ほど顕著に現れる。さらには、高出力用の投入電力の高い（プラズマ密度が高い）放電灯ほど、前記２つの特徴の優位性が顕著となる。
【００７８】
これにより、Ｈ放電の移行前後で、負荷（発光管および励起コイル）のインピーダンス変動が大きいという特徴を有するトクマク方式の無電極放電灯を、複数点灯させることができる。また、効率が良好で、光源の配列の仕方次第で線光源や面光源などに展開可能な利便性を有する。また、照明設計が容易なトクマク方式の複数の無電極放電灯を、確実に点灯させることができる。
【００７９】
なお、本実施形態では、２個の発光管を配設した例を示しているが、３個以上の場合も同様の効果を得ることができる。
【００８０】
また、発光管の形状は、カタカナの“ロ”の字形の場合を示したが、これに限定されるものでなく、アルファベットの“Ｏ”型（環状）や“Ｈ”型など放電プラズマの形状をループ型に形成せしめる放電容器の形態であっても良い。
【００８１】
また、整合回路の構成は、本実施の形態ではキャパシタ２つを直並列に接続した、最も簡易なＬ型の例を示したが、その構成に限定されるものではなく、いわゆるＴ型やπ型の回路構成でもよい。さらに、キャパシタやインダクタを複合組み合わせてもよい。
【００８２】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２を、図４を参照して説明する。
【００８３】
図４に示すように、無電極放電灯装置は、高周波電源５０１と、誘導コイル５０５〜５０８と共振させるための整合回路部５０２と、２個の発光管５０３及び５０４と、それぞれの発光管５０３及び５０４に配されている誘導コイル５０５〜５０８とで構成されている。
【００８４】
整合回路部５０２は、発光管５０３及び５０４が始動点灯する前の共振系回路の共振周波数が高周波電源の駆動周波数とほぼ一致するよう設計された第１の整合回路５１１と、発光管の点灯状態を検出して共振系の回路定数を切り替えるための第２の整合回路５１０とにより構成されている。第２の整合回路５１０は、発光管の順次始動、点灯状態に合わせて、段階的に回路定数が切り替えられる。
【００８５】
発光管５０３には、２個の誘導コイル５０５及び５０７が配設され、発光管５０４には２個の誘導コイル５０６及び５０８が配設されている。同一発光管上で誘導コイルを複数配設する際には、その誘導コイル同士の接続には、コイルの設置向きに注意が必要であり、誘導コイルにより発光管内に発生する誘導電界の向きが、管形状内のループに沿って同一方向に揃えなければならない（位相を合わせる）。誘導電界の向きが管形状内のループに沿って同一周方向でなければ、発生する誘導電界が互いに打ち消し合い、放電電流ループが形成されず、Ｈ放電に移行できないからである。
【００８６】
定常点灯のＨ放電に移行させるためには、発光管内をＥ放電によるプラズマで満たして、管内にループ状の電流パスを形成しなければならない。このループ状に形成されたプラズマの密度が高まり、このループに沿って放電電流が流れるようになると、Ｅ放電で形成された電流バス（誘導コイルに近接する発光管内の一部のみで流れる電流パス）よりも、ループ状に発光管内を一周する電流パスの方が主体へと移行する、つまり、これが、Ｈ放電への移行動作である。
【００８７】
本発明者らは、放電モードの移行（Ｅ放電からＨ放電）のメカニズムに関する実験検討、および、点灯始動時過渡状態における放電の発光部（プラズマ）の高速カメラ撮影による画像解析の結果、以下の結論を見出すに至った。Ｅ放電では、誘導コイルに近接した発光管の一部のみの放電であるから、これを、さらにプラズマの密度を高めて管内に拡散させ、かつ、プラズマは導体なので、プラズマ中に発生する誘導コイルによる誘導電界でプラズマ中の荷電粒子を管内ループ状に移動させる（つまり、放電電流ループを形成する）プロセスが滞りなく行われることが、Ｈ放電への移行を容易にすることを実験的に見出した。この理由から、Ｅ放電からＨ放電へと移行させるためには、発光管内の一部の誘導電界が部分的に極端に強いことではなく、管内全般に渡って幅広く、適度に強い誘導電界を形成することが、Ｈ放電の移行には大きな役割を果たすことが明らかになった。
【００８８】
誘導電界の強度は、誘導コイルから離れるほど、ビオ・サバールの法則に従って距離の２乗に反比例し低下する。そのために、管内で誘導コイルから最も離れた箇所の誘導電界をいかに高めてやることができるかが、始動性（Ｈ放電へのモードジャンプ）を良好にするための重要な要件である。
【００８９】
１つの発光管上において、誘導コイルから最も離れたところの発光管内部の部分までの距離、すなわち、図１に示す誘導コイル配設の例では誘導コイル１０４及び１１４と対向する側の発光管の端部１０３及び１１３と、図４に示す誘導コイルの配設の例では対向する双方の誘導コイルからの距離が等しい発光管中央付近５０９とを比較すると、図４の場合は図１の場合の約半分（１／２）の距離になる。図４は、１つの誘導コイルを２つの誘導コイルに分割して設置しているだけの構成である。
【００９０】
たとえば、誘導コイルを等分割すると、誘導コイル両端に発生する誘起電圧は１／２になり、誘導コイル付近の発光管内部での誘導電界もおおよそ１／２となる（コイルと少し距離がある分、１／２より若干小さくなる）。前述したように誘導電解の強度は、距離の２乗に反比例（逆２乗に比例）するので、図４において、発光管内部の誘導コイル５０５〜５０８から最も離れたところの位置５０９では、図１に示す位置１０３及び１１３に比べて距離が約１／２になるので、図１の構成と図４の構成とが同一の誘導コイルで構成されていれば、図４の構成における誘導電解は図１の構成における誘導電界の約４倍となる。
【００９１】
つまり結果的に、誘導コイルの性能ファクターと距離のファクターを掛け合わせると、位置５０９では位置１０３及び１１３の誘導電界の約２倍となる。また、電磁気現象は重ね合わせが成立するので、図４のように誘導コイルが２個となると総計４倍の誘導電界強度となる。つまり、Ｈ放電へ移行するためにボトルネックとなっていた、誘導コイルからの最も遠方部の誘導電界を効果的に高めることができるため、点灯始動性（Ｅ放電からＨ放電へのモードジャンプ）を格段に向上させることができる。そのため、誘導コイルを複数個分割して、Ｈ放電の電流ループのパス上に配設することでさらに始動性が向上するのである。
【００９２】
なお、図４に示す構成では、１つの発光管上に２個の誘導コイルを対向させて配設しているが、３個以上に分割しても同様の効果が得られる、また、コイルの配設間隔が不均等であっても同様の効果が得られる。
【００９３】
以上のように本実施の形態によれば、インバータの駆動周波数と共振周波数のズレを、整合回路の回路定数を切り替えることにより、共振系回路（整合回路含む）の共振周波数を補正し、インバータの駆動周波数と一致させることができる（インバータの駆動周波数は一定）。
【００９４】
このように整合回路の回路定数を切り替えるための、第２の整合回路の構成について、図５Ａ〜図６Ｂを参照して具体的に説明する。
【００９５】
図５Ａは、本発明の実施形態の整合回路部の一例を示すものである。整合回路部６０２には、入力端子６０１と、誘導コイル、発光管側へ接続されている出力端子６０６とを備えている。整合回路部６０２は、第１の整合回路と第２の整合回路とから構成され、第１の整合回路は、基本構成をキャパシタ６０３とキャパシタ６０４とで構成されている。また、第２の整合回路は、可変キャパシタ６０５で構成され、キャパシタ６０４に並列接続されている。
【００９６】
このような構成において、発光管の放電モードがＨ放電に移行すると、放電プラズマのインダクタンス成分により、誘導コイルとプラズマのインダクタンス成分の負荷側の合成インダクタンスが低下する。そのため、前述の数式３に示すように、インダクタンス成分が小さくなることで、共振周波数は高い方へ推移する。
【００９７】
Ｈ放電の前後で、この共振周波数とインバータの駆動周波数とを一致させるためには、このインダクタンス成分の低下分を、第２の整合回路におけるキャパシタ成分を増加させることで補うことで、共振系回路での共振周波数を一定にすることができる。つまり、整合回路部６０２に含まれる可変キャパシタ６０５は、この補正を行うためのものであり、Ｈ放電への移行前後で可変キャパシタ６０５により共振周波数をインバータの駆動周波数を合わせることができる。段階的に切り替える可変キャパシタ６０５の容量（定数）は、予め点灯させる発光管のプラズマによるインダクタンス成分の変化分に合わせて設計しておけばよい。
【００９８】
可変キャパシタ６０５の具体的な構成については、図５Ｂに示すように、スイッチＳＷ１及びキャパシタＣ1と、スイッチＳＷ２及びキャパシタＣ2とを、並列接続して可変キャパシタ回路が構成されている。スイッチＳＷ１とＳＷ２は、別途設けられた切換制御回路によって、いずれか一方のスイッチがＯＮになるように制御される。また、キャパシタＣ1とＣ2は、互いに異なる静電容量を有している。
【００９９】
複数点灯する際の各発光管が順次始動点灯する際、放電プラズマにより形成されるインダクタンス成分は、発光管の形状（プラズマの形状）と投入電力（定格消費電力）とによって決まり、放電灯の仕様が決まれば自ずと確定する。そのため、発光管がＨ放電に移行する度に、点灯状態を検知して、順次、可変キャパシタ６０７に含まれるキャパシタ回路を切り替えて、共振周波数をインバータの駆動周波数に合わせ込む。すなわち、発光管の点灯状態の検知結果に基づいて、スイッチＳＷ１かＳＷ２のいずれかをＯＮにして、整合回路部６０２の共振周波数を切り替えている。
【０１００】
点灯状態の検出方法は、発光管がＨ放電に切り替わると、その発光管に配設した誘導コイルの電圧、電流が大きく低下するため、これを検出しても良いし、発光管がＨ放電になると極端に光出力が増えるため、これをフォトダイオードなどの光検出素子で検知しても良い。また、発光管や誘導コイルの発熱量（温度）を検知するか、あらかじめ一定の時間が経過すると回路を切り替えるためのタイマー素子で構成しても良い。
【０１０１】
切り替え用のスイッチング素子としては、検出した信号をトリガーとして切り替えるリレー回路や、ＰＴＣサーミスタ（温度が上昇すると抵抗が増加するサーミスタ）やＮＴＣ（温度が上昇すると抵抗が減少するサーミスタ）に代表されるスイッチング用のサーミスタ素子で構成しても良い。
【０１０２】
また、本実施形態では、最も簡易な例として、図５Ａに示すようにキャパシタを直並列に接続したＬ型の整合回路の１つのキャパシタ６０４に、並列に可変キャパシタ６０５を接続しているが、この限りでなく、キャパシタ６０３やキャパシタ６０４に直列、または、並列に接続することで整合回路部のキャパシタ成分を可変にする構成であれば良い。ただし、直列に挿入する場合と並列に挿入する場合とでは、Ｈ放電移行前後でのスイッチの切り替え状態が逆になり、いずれの場合も、整合回路部６０２でのキャパシタ成分を増加させるように切り替えなければならない。
【０１０３】
次に、図６Ａは、図５Ａ及び図５Ｂの可変キャパシタ６０５の役割を可変インダクタ７０３で代用したものである。このような構成は、発光管のＨ放電移行前後で変化する負荷側のインダクタンス成分を、整合回路部７０２に含めた可変インダクタ７０３で補うものであり、直列に挿入されている。これにより、インバータの駆動周波数と、整合回路および誘導コイル、発光管（プラズマ）により構成される共振系回路の共振周波数とを合わせることができる。
【０１０４】
図６Ｂは、図６Ａの可変インダクタ７０３をより具体化したもので、切り替え制御を行うための点灯状態検知手段（検知部）は、図５Ａ及び図５Ｂの場合と同様である。可変インダクタ７０５は、スイッチＳＷ３〜ＳＷ６と、互いにインダクタンスが異なるインダクタｌ1及びｌ2とから構成されている。点灯状態検知手段の検知結果に基づいて、ＳＷ３〜ＳＷ６が切り替えられて、可変インダクタ７０５におけるインダクタンスを決定し、整合回路部の共振周波数を切り替えている。具体的には、スイッチＳＷ３とＳＷ６とをＯＮにしてインダクタｌ1を導通状態にする第１の状態と、スイッチＳＷ４とＳＷ５とをＯＮにしてインダクタｌ2を導通状態にする第２の状態とを有している。
【０１０５】
図５Ａ〜図６Ｂに示すような第２の整合回路の構成により、点灯始動の前後で、整合回路および誘導コイル、プラズマのインダクタンス成分により構成される共振系の共振周波数とインバータの駆動周波数とを適時合わせることができるため、点灯始動の前後で共振回路での発振電圧、発振電流、力率を低下させること無く、容易に点灯を開始することができる。また、定常点灯のＨ放電移行後も、共振回路での力率を低下させることがないため、点灯回路の効率を高めることができる。
【０１０６】
なお、本実施の形態では、多灯点灯として２個の発光管の場合を示したが、これに限定されるものでなく、誘導コイルの配設個数、位置が異なっても同様の効果を得ることができる。
【０１０７】
また、誘導コイルの巻き方は、本実施の形態では、トロイダルコアに巻きつける構成としているが、これに限定されるものでなく、図７Ａ〜図７Ｆに示すように、トロイダルコアを用いた誘導コイル８０２の一部を、ループ状の発光管８０１の壁面に沿わせた構成であってもよい。なお、図７Ａは、誘導コイル８０２を、発光管８０１において整合回路から遠い側の端部に配した例である。図７Ｂは、発光管８０１における対向する端部に、それぞれ誘導コイル８０３及び８０４を配した例であり、誘導コイル８０３と８０４とは直列接続されている。図７Ｃは、図７Ｂと同様の配置で、誘導コイル８０３と８０４とが並列接続されている例である。図７Ｄは、誘導コイル８１０を、発光管８０１に沿わせてループ状に巻き上げて配置させた例であり、端部がマグネット８０７で固定されている。図７Ｅは、発光管８０１の両端部において誘導コイル８１０がマグネット８０７で固定されている例である。図７Ｆは、発光管８０１に沿わせてループ状に巻き上げて配置させた例であり、誘導コイル８１０はマグネティックコアで固定されていない。
【０１０８】
放電容器の仕様は、本実施の形態のみに限定されるものでなく、アルゴン、クリプトンの混合ガスのみでなく他の希ガス（ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンなど）の単体または混合ガスでもよい。また、水銀の代わりに、他の金属蒸気を用いても良いし、希ガスのみを使用しても良い。
【０１０９】
また、第１の整合回路の構成は、本実施の形態では、キャパシタ２個を直並列にＬ型に組み合わせたものを例示しているが、これに限定されるものでなく、これを反転させた逆Ｌ型や、３個以上を用いてπ型の構成にしても良く、インダクタを含んだ構成にしていても同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明の無電極放電ランプは、製造上容易で低コストな手段でランプの放電始動および回路効率を改善することができるので、一般施設、屋内外用照明等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】実施の形態１における無電極放電灯装置の概略を示す図
【図２Ａ】実施の形態１における誘導コイル部分と発光管の等価回路の模式図（始動点灯前）
【図２Ｂ】実施の形態１における誘導コイル部分と発光管の等価回路の模式図（一方の発光管において先に種火が点火した直後のＥ放電の状態）
【図２Ｃ】実施の形態１における誘導コイル部分と発光管の等価回路の模式図（一方の発光管がＨ放電に移行した状態）
【図２Ｄ】実施の形態１における誘導コイル部分と発光管の等価回路の模式図（両方の発光管が共にＨ放電に移行した状態）
【図３】（ａ）誘導結合回路の模式図（ｂ）誘導結合回路の等価回路
【図４】実施の形態２における無電極放電灯装置の概略を示す図
【図５Ａ】実施の形態２におけるキャパシタ定数を切り替える機能を有する第２の整合回路の回路図
【図５Ｂ】実施の形態２におけるキャパシタ定数を切り替える機能を有する第２の整合回路の回路図
【図６Ａ】実施の形態２におけるインダクタ定数を切り替える機能を有する第２の整合回路の回路図
【図６Ｂ】実施の形態２におけるインダクタ定数を切り替える機能を有する第２の整合回路の回路図
【図７Ａ】誘導コイルの一部を発光管の壁面に沿わせて巻いた例を示す模式図
【図７Ｂ】誘導コイル２個を直列に配設した例を示す模式図
【図７Ｃ】誘導コイル２個を並列に配設した例を示す模式図
【図７Ｄ】誘導コイルを発光管の壁面に沿わせて巻き上げた例を示す模式図
【図７Ｅ】マグネティックコアを２個配設した例を示す模式図
【図７Ｆ】マグネティックコアを使用しない（空芯）例を示す模式図
【図８】従来の無電極放電灯装置の概略を示す図（特許文献１記載）
【図９】従来の無電極放電灯装置の概略を示す図（特許文献２記載）
【符号の説明】
【０１１２】
１０１  発光管
１０２、１０３、５０５，５０６、５０７、５０８  誘導コイル
１０４  フェライトコア
１０５  高周波電源
１０６  第１の整合回路
１０７  第２の整合回路
１０８  整合回路部
５０１  高周波電源
５０２、６０２  整合回路部
５０３、５０４  発光管
６０３、６０４、６０５、６０６  キャパシタ
７０３  可変インダクタ
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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【図８】
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【図９】
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